Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства



Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства
Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства
Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства
Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства
Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства
Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства
Высокопрочный холоднокатаный стальной лист и стальной лист с покрытием, обладающие превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, и способ их производства

 


Владельцы патента RU 2530212:

ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочного холоднокатаного стального листа, используемого в автомобилестроении, строительстве, при изготовлении приборных щитов, бытовых электроприборов. Лист выполнен из стали, содержащей, мас.%: от 0,0010 до 0,0040 С, 0,05 или менее Si, от 0,1 до 1,0 Mn, 0,10 или менее Р, 0,03 или менее S, от 0,01 до 0,10 Al, 0,0050 или менее N, от 0,005 до 0,025 Nb, Fe и неизбежные примеси остальное. Отношение [% Nb]/[% С] составляет ≤10, а отношение [% Mn]/[% С] составляет ≥100. Лист имеет прочность при растяжении (TS) по меньшей мере 340 МПа, величину термического упрочнения (ВН) по меньшей мере 30 МПа, равномерное относительное удлинение по меньшей мере 18% и удлинение, соответствующее пределу текучести (YP-EL) после старения, не более 1,0%. Обеспечиваются высокая способность к термическому упрочнению и формуемость. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл., 1 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к высокопрочному холоднокатаному стальному листу и стальному листу с покрытием, обладающим превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, которые являются подходящими для изготовления элементов панелей автомобильных дверей, капотов и т.п., а также подвергаемых окончательному отжигу деталей торговых автоматов, приборных щитов, бытовых электроприборов, оборудования автоматизации офиса, строительных материалов и т.п. Настоящее изобретение также относится к способам производства стального листа и стального листа с покрытием.

В настоящем изобретении «стальной лист» представляет собой холоднокатаный стальной лист, толщина которого составляет 2,0 мм или менее.

Уровень техники

В последние годы в ответ на усиление обеспокоенности общества вопросами состояния глобальной окружающей среды, были ужесточены требования, направленные на ограничение применения листовой стали, процесс производства которой сопровождается выбросами относительно больших количеств СО2. Кроме того, в автомобильной и других подобных отраслях промышленности возросла потребность в транспортных средствах меньшей массы, позволяющих снизить уровни расхода топлива и уменьшить выбросы выхлопных газов.

Было признано, что для эффективного соответствия этим требованиям необходимо увеличение прочности листовой стали и снижение ее толщины, то есть выпуск высокопрочного стального листа. Однако в случае такого высокопрочного стального листа возникают такие проблемы, как появление дефектных конфигураций из-за пружинения в ходе штамповки и образование трещин из-за концентрации напряжений, вызываемой недостаточным равномерным относительным удлинением.

Обычно такие получаемые прессованием стального листа детали, как описанные выше, часто после штамповки подвергаются окончательному отжигу. Ввиду этого существует высокий спрос на высокопрочный стальной лист, прочность которого может быть дополнительно увеличена с помощью тепла, используемого для отжига после штамповки.

В качестве примера стального листа, обладающего превосходной способностью к термическому упрочнению, JP-A 58084929 раскрывает технологию, при которой в стальном листе, имеющем содержание С 0,01 мас.% или менее, улучшаются его свойства старения установлением отношения B/N в диапазоне от 0,5 до 1,6 (так, чтобы N находился в связанном состоянии), и такому стальному листу придается способность к термическому упрочнению посредством установления отношения Nb/C в диапазоне от 0,5 до 4 (так, чтобы растворенный углерод эффективно сохранялся в стали). Кроме того, JP-A 02-197549 раскрывает технологию, при которой стальному листу, имеющему содержание С в диапазоне от 0,001% до 0,0035% и содержание Ti в 0,005% или более (массовые проценты), придается способность к термическому упрочнению установлением величины отношения (Ti/48)/(S/32+N/14) не более 1,0 (то есть связывая S и N с помощью Ti) и таким регулированием добавления углерода, чтобы общее содержание добавленного углерода было эквивалентно содержанию растворенного углерода.

Однако методика JP-A 58084929 имеет недостаток, связанный со сложностью увеличения прочности стального листа до удовлетворительного уровня.

Кроме того, методика JP-A 02-197549 имеет недостаток, заключающийся в том, что хотя стальной лист может увеличивать до некоторой степени свою прочность, не может быть обеспечено достаточное равномерное относительное удлинение.

Сущность изобретения

Как описано выше, с помощью обычных способов оказывается сложным создание высокопрочного стального листа, обладающего превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью.

Настоящее изобретение направлено на эффективное решение таких описанных выше проблем. Цель настоящего изобретения состоит в создании высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, а также в создании эффективного способа получения такого стального листа.

В результате тщательного исследования, предпринятого для решения вышеупомянутых проблем, авторы настоящего изобретения обнаружили, что когда стальной материал, обладающий определенной композицией, подвергается горячей прокатке, охлаждению, намотке в рулон при температуре намотки 550°С или выше, травлению, холодной прокатке и отжигу в указанном порядке, оказывается возможным придание получаемому стальному листу требуемой способности к термическому упрочнению, формуемости и прочности посредством оптимизации скорости нагревания, температуры выдерживания (гомогенизации) и времени выдерживания (гомогенизации), а также оптимизации степени обжатия листа по толщине при дрессировке.

Настоящее изобретение было осуществлено на основе вышеуказанных открытий, и его основными признаками являются следующие.

(1) Высокопрочный холоднокатаный стальной лист, обладающий превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, содержащий в массовых процентах: от 0,0010% до 0,0040% С; 0,05% или менее Si; от 0,1% до 1,0% Mn; 0,10% или менее Р; 0,03% или менее S; от 0,01% до 0,10% Al; 0,0050% или менее N; от 0,005% до 0,025% Nb; остальное - Fe и случайные примеси, где [% Nb]/[% С]≤10 и [% Mn]/[% С]>. 100, при этом данный стальной лист имеет прочность при растяжении (TS) по меньшей мере в 340 МПа, величину термического упрочнения (ВН), равную по меньшей мере 30 МПа, равномерное относительное удлинение по меньшей мере 18% и удлинение, соответствующее пределу текучести (YP-EL) после старения при постепенном повышении температуры, не более 1,0%.

В вышеприведенных формулах обозначение «[% М]» представляет содержание в мас.% в стали элемента М.

(2) Обладающий превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, высокопрочный холоднокатаный стальной лист согласно вышеприведенному пункту (1), содержащий, кроме того, от 0,0005 мас.% до 0,0030 мас.% В.

(3) Обладающий превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, высокопрочный холоднокатаный стальной лист согласно вышеприведенным пунктам (1) или (2), содержащий, кроме того, от 0,003 мас.% до 0,050 мас.% Ti.

(4) Обладающий превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, высокопрочный холоднокатаный стальной лист согласно любому из вышеприведенных пунктов (1)-(3), содержащий, кроме того, по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из V, Та, W и Мо, в количестве от 0,005 мас.% до 0,050 мас.%, соответственно.

(5) Обладающий превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, высокопрочный холоднокатаный стальной лист согласно любому из вышеприведенных пунктов (1)-(4), содержащий, кроме того, по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Cr, Ni и Cu, в количестве от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%, соответственно.

(6) Обладающий превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, высокопрочный холоднокатаный стальной лист согласно любому из вышеприведенных пунктов (1) или (5), содержащий, кроме того, от 0,005 мас.% до 0,050 мас.% Sb.

(7) Обладающий превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, высокопрочный холоднокатаный стальной лист согласно любому из вышеприведенных пунктов (1)-(6), содержащий, кроме того, по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Са и REM (редкоземельные металлы), в количестве от 0,0005 мас.% до 0,01 мас.%, соответственно.

(8) Стальной лист с покрытием, включающий стальной лист по любому из вышеприведенных пунктов (1)-(7) и слой покрытия, нанесенный на поверхность указанного стального листа.

(9) Способ производства высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, в котором материал стального листа, имеющего композицию по любому из вышеприведенных пунктов (1)-(7), повергают горячей прокатке, охлаждению, намотке в рулон, травлению, холодной прокатке, отжигу и дрессировке в указанном порядке для получения стального листа, причем намотку в рулон проводят при 550°С или выше, отжиг выполняют так, чтобы скорость нагревания от 500°С до температурного диапазона выдержки равнялась или превышала 0,1×([% Nb]/[% С])°С/с, температура выдержки находится в диапазоне от (650+10×[% Nb]/[% С]) до 900°С, продолжительность выдержки находится в диапазоне от 10 с до 1000 с и степень обжатия листа по толщине при дрессировке устанавливают в диапазоне от 0,8×[% Mn] до (2+[% Mn])%.

В вышеприведенных формулах обозначение «[% М]» представляет содержание в мас.% в стали элемента М.

(10) Способ производства стального листа с покрытием, содержащий нанесение стального покрытия листа на полученный вышеприведенный способом производства (9), после его отжига для образования на поверхности стального листа пленки покрытия.

(11) Способ производства стального листа с покрытием согласно пункту (10), в котором пленку покрытия после нанесения подвергают легированию.

Согласно настоящему изобретению оказывается возможным создание высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, а также создание эффективного способа получения такого стального листа.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является графиком, показывающим зависимость между показателем "[% Nb]/[% C]" и величиной термического упрочнения (ВН) для соответствующих образцов для испытаний.

Фиг.2 является графиком, показывающим зависимость между показателем "[% Mn]/[% С]" и удлинением, соответствующим пределу текучести (YP-EL) для соответствующих образцов для испытаний.

Фиг.3 является графиком, показывающим зависимость между скоростью нагревания и равномерным относительным удлинением для соответствующих образцов для испытаний.

Фиг.4 является графиком, показывающим зависимость между скоростью нагревания и удлинением, соответствующим пределу текучести (YP-EL) для соответствующих образцов для испытаний.

Фиг.5 является графиком, показывающим зависимость между температурой выдержки и равномерным относительным удлинением для соответствующих образцов для испытаний.

Фиг.6 является графиком, показывающим зависимость между температурой выдержки и величиной термического упрочнения (ВН) для соответствующих образцов для испытаний.

Фиг.7 является графиком, показывающим зависимость между степенью обжатия по толщине листа при дрессировке и равномерным относительным удлинением для соответствующих образцов для испытаний.

Осуществление изобретения

Далее представлено описание одного воплощения настоящего изобретения.

Прежде всего, поясняются причины, по которым композиции компонентов стального листа ограничиваются в настоящем изобретении вышеприведенными диапазонами. В настоящем воплощении используемый ниже в отношении композиций компонентов символ «%» представляет, если не оговаривается иного, массовые проценты.

С: от 0,0010% до 0,0040%.

Углерод присоединяется к Nb с образованием тонкодисперсных карбидов, таким образом внося вклад в увеличение прочности и улучшение степени деформационного упрочнения стального листа. Кроме того, углерод, находящийся в форме растворенного углерода, улучшает способность к термическому упрочнению. Соответственно, необходимо, чтобы содержание С составляло по меньшей мере 0,0010%. Однако слишком большие количества углерода ухудшают свойства равномерного относительного удлинения из-за увеличения содержания карбидов и растворенного углерода. В случаях, когда растворенный углерод присутствует в относительно больших количествах, возрастает, в частности, соответствующее пределу текучести удлинение (YP-EL) после старения при постепенном повышении температуры. Ввиду этого содержание С должно составлять 0,0040% или менее, предпочтительно 0,0030% или менее, более предпочтительно 0,0025% или менее и еще более предпочтительно 0,0020% или менее.

Si:0,05% или менее.

Слишком большие добавки кремния увеличивают твердость стали, ухудшая таким образом ее формуемость, и подавляют смачиваемость из-за образования оксидов Si в процессе отжига. Соответственно, содержание С должно составлять 0,05% или менее, предпочтительно 0,030% или менее, более предпочтительно 0,02% или менее, и еще более предпочтительно 0,01% или менее.

Mn: от 0,1% до 1,0%.

Марганец не только участвует в увеличении прочности стального листа посредством упрочнения раствора, но также в результате взаимодействия с растворенным С препятствует увеличению удлинения, соответствующего пределу текучести (YP-EL) после старения при постепенном повышении температуры, которое в ином случае может вызываться растворенным С. Кроме того, Mn подавляет восстановление в ходе нагревания при отжиге, вследствие чего при выдержке образуются однородно рекристаллизованные зерна и могут быть улучшены свойства равномерного относительного удлинения. Помимо этого, Mn обладает способностью преобразовывать вредную для стали S в безопасный MnS. Для обеспечения таких описанных выше благоприятных эффектов содержание Mn должно составлять по меньшей мере 0,1%. Однако при слишком значительном содержании Mn придает стали твердость, тем самым ухудшая ее свойства равномерного относительного удлинения, и препятствует смачиваемости стали из-за образования оксидов Mn в ходе отжига. Соответственно, содержание Mn должно быть 1,0% или менее.

Р:0,10% или менее.

Фосфор проявляет тенденцию к ухудшению пластичности и вязкости при разрушении из-за его сегрегации на границах зерен. Поэтому содержание Р должно быть 0,10% или менее. Хотя нижний предел содержания Р специальным образом не ограничивается, предпочтительно он равен по меньшей мере 0,03% и более предпочтительно по меньшей мере 0,05%, с учетом того, что фосфор обладает эффектом увеличения прочности стали.

S:0,03% или менее.

Сера значительно ухудшает пластичность стального листа при горячей прокатке, таким образом вызывая образование горячих трещин и приводя к значительному ухудшению качества поверхности стального листа. Кроме того, S вносит малозаметный вклад в увеличение прочности стального листа и скорее выступает как загрязняющий элемент, образуя крупнодисперсный MnS и ухудшая таким образом пластичность. Эти проблемы становятся заметными, когда содержание S в стальном листе превышает 0,03%. Поэтому предпочтительно, чтобы содержание S было снижено настолько, насколько это возможно. Содержание S должно быть 0,03% или менее, предпочтительно 0,02% или менее и более предпочтительно 0,01% или менее.

Al: от 0,01% до 0,10%.

Алюминий связывает азот в виде нитридов и таким образом подавляет старение при постепенном повышении температуры, которое в ином случае вызывалось бы находящимся в растворе N. Для обеспечения такого благоприятного эффекта Al его содержание должно составлять по меньшей мере 0,01% и предпочтительно по меньшей мере 0,03%. Однако слишком большое количество Al увеличивает содержание в стали оксидов алюминия, ухудшая ее пластичность. Соответственно, содержание Al должно быть 0,1% или менее.

N: 0,0050% или менее.

Азот проявляет склонность связываться с Ti, образуя при этом TiN, и присоединяться к Al с образованием AlN. Когда содержание N в стали превышает 0,0050%, эти нитриды диспергируются внутри ферритных зерен, тем самым снижая степень деформационного упрочнения стали. Соответственно, содержание N должно составлять 0,0050% или менее, предпочтительно 0,0030% или менее и более предпочтительно 0,0020% или менее.

Кроме того, стальной лист в настоящем изобретении должен содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из Ti и Nb.

Nb: от 0,005% до 0,025%.

Ниобий реагирует с углеродом с образованием тонкодисперсного карбида, таким образом участвуя в увеличении твердости стали. Этот тонкодисперсный карбид ниобия подавляет восстановление в ходе нагревания при отжиге, вследствие чего при выдержке образуются однородно рекристаллизованные зерна и могут быть улучшены свойства равномерного относительного удлинения. Поэтому содержание Nb должно быть по меньшей мере 0,005% и предпочтительно по меньшей мере 0,010%. Однако слишком большие добавки Nb уменьшают содержание растворенного углерода, вследствие чего не только ухудшается способность к упрочнению при сушке покрытия, но также происходит возрастание сопротивления деформации в ходе горячей прокатки, затрудняя выполнение прокатки. Соответственно, содержание Nb должно составлять 0,025% или менее и предпочтительно 0,020% или менее.

[%Nb]/[%C]≤10.

Относительно большое соотношение содержания Nb и содержания С способствует образованию карбидов, препятствуя таким образом сохранению углерода в стали в растворенном виде. Поэтому отношение [% Nb]/[% С] не должно превышать 10, предпочтительно составляя 7,7 или менее и более предпочтительно 6,5 или менее. В вышеприведенной формуле обозначение «[% М]» представляет содержание (мас.%) в стали элемента М.

[% Mn]/[% С]≥100.

Посредством увеличения отношения содержания Mn к содержанию С и обеспечивая взаимодействие между Mn и растворенным углеродом, оказывается возможным сдерживание увеличения удлинения, соответствующего пределу текучести (YP-EL) после старения при постепенном повышении температуры, которое может вызываться растворенным углеродом. Для обеспечения такого положительного действия Mn величина [% Mn]/[% С] должна составлять по меньшей мере 100, предпочтительно по меньшей мере 150 и более предпочтительно по меньшей мере 200. В вышеприведенной формуле обозначение «[% М]» представляет содержание (мас.%) в стали элемента М.

Остальная часть композиции компонентов стального листа согласно настоящему изобретению представлена Fe и случайными примесями. Это означает, что в пределах объема настоящего изобретения стальной лист может включать случайные примеси и другие следовые элементы, если их присутствие не оказывает неблагоприятного воздействия на действие и эффект настоящего изобретения.

Кроме того, могут быть добавлены и другие описанные ниже элементы с целью улучшения прочности, способности к термическому упрочнению, пластичности и удлинения, соответствующего пределу текучести после старения при постепенном повышении температуры.

В: от 0,0005% до 0,0030%.

Алюминий связывает азот в виде нитридов и таким образом подавляет старение при постепенном повышении температуры, которое в ином случае вызывалось бы находящимся в растворе N. Кроме того, сегрегированный на границах зерна бор улучшает устойчивость к хрупкому разрушению после штамповки. Для обеспечения описанных выше положительных эффектов бор предпочтительно добавляется в количествах по меньшей мере 0,0005%. Однако слишком большое содержание бора увеличивает сопротивление деформации в ходе горячей прокатки, затрудняя ее осуществление. Соответственно, в случаях добавления бора его содержание предпочтительно составляет 0,0030% или менее и более предпочтительно 0,0020% или менее.

Ti: от 0,003% до 0,050%.

Титан связывает азот в виде нитридов и таким образом подавляет старение при постепенном повышении температуры, которое в ином случае вызывалось бы находящимся в растворе N. Для обеспечения описанного выше положительного действия титан предпочтительно добавляется в количестве по меньшей мере 0,003%. Однако, когда Ti добавляется слишком много, Ti вступает во взаимодействие с углеродом с образованием карбида, что затрудняет сохранение растворенного в стали углерода. Соответственно, в случаях добавления Ti его содержание предпочтительно составляет 0,050% или менее и более предпочтительно 0,030% или менее.

По меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из V, Та, W и Мо: от 0,005% до 0,050%.

Все элементы из V, Та, W и Мо образуют тонкодисперсный карбид, таким образом внося вклад в увеличение прочности стального листа. В случаях добавления по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из V, Та, W и Мо, содержание этих элементов для обеспечения описанного выше положительного эффекта предпочтительно составляет по меньшей мере 0,005%, соответственно. Однако слишком большие добавки этих элементов значительно ухудшают пластичность стали. Поэтому величины содержания этих элементов предпочтительно составляют 0,050% или менее.

По меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Cr, Ni и Cu: от 0,01% до 0,10%.

Cr, Ni и Cu вызывают уменьшение размеров зерна в микроструктуре, таким образом участвуя в увеличении прочности стального листа. В случаях добавления по меньшей мере одного вида элементов, выбранных из группы, состоящей из Cr, Ni и Cu, содержание этих элементов для обеспечения описанного выше положительного эффекта предпочтительно составляет по меньшей мере 0,01%, соответственно. Однако слишком большие добавки этих элементов значительно ухудшают пластичность стали. Поэтому величины содержания этих элементов предпочтительно составляют 0,10% или менее.

Sb: от 0,005% до 0,050%.

Сурьма выделяется на поверхности стального листа, когда стальной лист находится в нагревательной печи для горячей прокатки, тем самым препятствуя азотированию сляба и таким образом подавляя неблагоприятные проявления вызываемого N старения. В случаях добавления Sb для обеспечения описанного выше положительного эффекта ее содержание предпочтительно составляет по меньшей мере 0,005%. Однако добавление Sb в слишком больших количествах значительно увеличивает стоимость производства. Поэтому содержание Sb предпочтительно составляет 0,050% или менее.

По меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Са и REM (редкоземельные металлы): от 0,0005% до 0,01%.

Са и REM регулируют морфологию сульфидов, таким образом улучшая пластичность стального листа. Для обеспечения описанного выше положительного эффекта по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Са и REM, предпочтительно добавляется в количествах по меньшей мере 0,0005%, соответственно. Однако добавление этих элементов в слишком больших количествах значительно увеличивает стоимость производства. Поэтому величины содержания этих элементов предпочтительно составляют 0,01% или менее.

В качестве примесей Sn, Mg, Co, As, Pb, Zn, O и т.п. не будут вызывать проблем в отношении характеристик стального листа настоящего изобретения до тех пор, пока их общее содержание составляет 0,5% или менее.

Прочность при растяжении (TS): по меньшей мере 340 МПа.

Особенностью высокопрочного холоднокатаного стального листа настоящего изобретения является прочность при растяжении (TS) по меньшей мере в 340 МПа. Задание величины TS стального листа равной по меньшей мере 340 МПа позволяет уменьшать толщину стального листа даже тогда, когда такой стальной лист предназначается для применения в элементах, требующих относительно высокой прочности. В настоящем изобретении показатель TS может быть измерен посредством вырезания образца для испытаний JIS №5 из исследуемого стального листа в направлении, ортогональном к направлению прокатки, и подверганием такого образца испытанию на растяжение согласно методу испытаний JIS Z 2241.

Показатель термического упрочнения (ВН): по меньшей мере 30 МПа.

Особенностью высокопрочного холоднокатаного стального листа настоящего изобретения является демонстрируемая им величина достигаемого термического упрочнения (ВН) по меньшей мере в 30 МПа. Величина ВН по меньшей мере в 30 МПа делает возможным применение во время штамповки относительно небольшой нагрузки с достижением достаточно высокой прочности после штамповки. В настоящем изобретении показатель ВН может быть измерен посредством вырезания образца для испытаний JIS №5 из исследуемого стального листа в направлении, ортогональном к направлению прокатки, и подверганием такого образца испытанию на термическое упрочнение согласно методу испытаний JIS G 3135.

Равномерное относительное удлинение: по меньшей мере 18%.

Особенностью высокопрочного холоднокатаного стального листа настоящего изобретения является демонстрируемая им величина равномерного относительного удлинения по меньшей мере в 18%. Установление равномерного относительного удлинения равным по меньшей мере 18% сдерживает концентрирование деформаций в процессе штамповки, таким образом значительно предотвращая проявления образования трещин.

Удлинение, соответствующее пределу текучести (YP-EL) после старения при постепенном повышении температуры; 1,0% или менее.

Особенностью высокопрочного холоднокатаного стального листа настоящего изобретения является демонстрируемая им величина соответствующего пределу текучести удлинения (YP-EL) после старения при постепенном повышении температуры, составляющая 1,0% или менее. Установление величины YP-EL после старения при постепенном повышении температуры, соответствующей 1,0% или менее, препятствует образованию складок в процессе штамповки. В настоящем изобретении величина YP-EL после старения при постепенном повышении температуры может быть определена вырезанием образца для испытаний на растяжение JIS №5 из исследуемого стального листа в направлении, ортогональном направлению прокатки, выдерживанием образца для испытаний в течение 6 часов при в 100°С и подверганием образца для испытаний испытанию на растяжение с целью измерения его удлинения, соответствующего пределу текучести.

Стальной лист настоящего изобретения может иметь на своей поверхности пленку покрытия. Образование пленки покрытия на поверхности холоднокатаного стального листа улучшает его коррозионную устойчивость. Примеры покрытия (пленки) включают горячее цинкование погружением, цинкование с отжигом, электролитическое цинкование (например, электролитическое нанесение цинк-никелевого сплава) и т.п.

Далее описывается способ производства холоднокатаного стального листа настоящего изобретения.

В настоящем изобретении холоднокатаный стальной лист предпочтительно производится подверганием стального материала в виде полученного непрерывной разливкой сляба горячей прокатке, охлаждению и намотке в рулон и затем подверганием полученной стали травлению, холодной прокатке, непрерывному отжигу и дрессировке.

Более конкретно, особенностью способа является то, что намотка в рулон выполняется при 550°С или выше, а отжиг осуществляется так, чтобы скорость нагревания от 500°С до диапазона температур выдержки равнялась или превышала 0,1×([% Nb]/[% С])°С/с; температура выдержки находилась в диапазоне от (650+10×[% Nb]/[% С]) до 900°С и продолжительность выдержки находилась в диапазоне от 10 с до 1000 с. Кроме того, степень обжатия по толщине листа при дрессировке устанавливается в диапазоне от 0,8×[% Mn] до (2+[% Mn])%.

Температура намотки в рулон после горячей прокатки: 550°С или выше.

Слишком низкая температура намотки в рулон после горячей прокатки препятствует выделению в стали AlN, вследствие чего N остается в состоянии твердого раствора и происходит ухудшение качества вследствие вызываемого N старения. В этом случае также подавляется осаждение NbC, и остающийся в стальном листе в растворенном состоянии после горячей прокатки углерод приводит к внесению значительных деформаций сдвига в ходе холодной прокатки, что серьезно ухудшает свойства равномерного относительного удлинения. Кроме того, повышается твердость стального листа из-за образования игольчатого феррита, вследствие чего увеличивается требуемая для проведения холодной прокатки нагрузка и затрудняется продолжение обработки. Соответственно, температура намотки в рулон должна быть установлена равной 550°С или выше, предпочтительно 600°С или выше. Хотя верхний предел температуры намотки в рулон определяется конкретным образом, предпочтительно верхний предел составляет 750°С или ниже, более предпочтительно 700°С или ниже и еще более предпочтительно 650°С или ниже, поскольку слишком высокая температура намотки в рулон способствует образованию окалины, что приводит к уменьшению производственного выхода стальных листов и появлению дефектов поверхности стальных листов из-за сохраняющейся и после травления окалины. В вышеприведенной формуле обозначение «[% М]» представляет содержание в мас.% в стали элемента М.

Скорость нагревания от 500°С до температурного диапазона выдержки в процессе отжига: 0,1×([% Nb]/[% С])°С/с или выше.

Слишком низкая скорость нагревания в ходе отжига способствует восстановлению в процессе нагревания, вследствие чего в течение выдержки продолжают присутствовать крупные восстановленные зерна, а однородная рекристаллизация подавляется, приводя к ухудшению свойств равномерного относительного удлинения. В этом случае количество создаваемых обжатием дислокаций снижается, и выделившиеся фазы существуют в устойчивом состоянии, вследствие чего растворение NbC в процессе последующей выдержки подавляется и содержание растворенного углерода падает, приводя к ухудшению способности к упрочнению при сушке покрытия. Эффект восстановления в ходе процесса нагревания при отжиге становится заметным при 500°С или выше, и большее отношение содержания Nb к содержанию С, то есть более высокая величина [% Nb]/[% С], делает этот эффект более заметным. Поэтому необходимо установление скорости нагревания от 500°С до температурного диапазона выдержки в ходе отжига равной 0,1×([% Nb]/[% С])°С/с или выше, предпочтительно 0,2×([% Nb]/[% С])°С/с или выше и более предпочтительно 0,3×([% Nb]/[% С])°С/с или выше, еще более предпочтительно 0,5×([% Nb]/[% С])°С/с или выше. Верхний предел скорости нагревания специальным образом не ограничивается, и приемлемым является нагрев при скорости нагревания 100°С/с или выше с помощью IH (индукционный нагрев) или другого подобного способа. В случаях, когда не используется специальное нагревательное устройство, достаточной является скорость нагревания, равная или ниже 30°С/с. В вышеприведенной формуле обозначение «[% М]» представляет содержание в мас.% в стали элемента М.

Температура выдержки при отжиге: от (650+10×[% Nb]/[% С]) до 900°С.

Слишком низкая температура выдержки не только приводит к неполной рекристаллизации, но также подавляет растворение NbC в ходе выдержки, вследствие чего содержание растворенного углерода в стали уменьшается и ухудшается способность стали к упрочнению при сушке покрытия. Более высокая величина отношения содержания Nb к содержанию С, то есть большее значение [% Nb]/[% С], делает этот неблагоприятный эффект более заметным при относительно низкой температуре выдержки. Ввиду этого необходимо установить температуру выдержки равной (650+10×[% Nb]/[% С]) или выше, предпочтительно (650+15×[% Nb]/[% С]) или выше и более предпочтительно (650+20×[% Nb]/[% С]) или выше. Однако слишком высокая температура выдержки не только приводит к росту крупных ферритных зерен с уменьшением прочности стали, но также и слишком сильно способствует растворению NbC, что вызывает чрезмерно высокое содержание в стали растворенного углерода, таким образом ухудшая свойства равномерного относительного удлинения и увеличивая YP-EL после старения при постепенном повышении температуры. Соответственно, температура выдержки должна составлять 900°С или ниже, предпочтительно 860°С или ниже и более предпочтительно 840°С или ниже. В вышеприведенной формуле обозначение «[% М]» представляет содержание в мас.% в стали элемента М.

Время выдержки при отжиге: от 10 с до 1000 с.

Слишком короткая продолжительность выдержки приводит к неполной рекристаллизации, тем самым значительно ухудшая свойства равномерного относительного удлинения стального листа. Поэтому продолжительность выдержки должна быть равной по меньшей мере 10 с, предпочтительно по меньшей мере 30 с и более предпочтительно по меньшей мере 100 с. Однако слишком длительная продолжительность выдержки приводит к росту крупных ферритных зерен, таким образом уменьшая прочность стального листа. Соответственно, продолжительность выдержки должна быть не больше 1000 с, предпочтительно не больше 500 с, более предпочтительно не больше 300 с и еще более предпочтительно не больше 200 с.

Степень обжатия по толщине листа при дрессировке: от 0,8×[% Mn] до (2+[% Mn])%.

Дрессировка после отжига уменьшает YP-EL стального листа и подавляет образование в нем складок при штамповке. В частности, в стали, содержащей добавленный к ней в целях увеличения внутризеренной прочности Mn, вносимые при дрессировке деформации концентрируются в окрестностях границы зерен, что способствует внутризеренной деформации в ходе формования и улучшает показатели равномерного относительного удлинения. С точки зрения получения описанного выше положительного эффекта, более высокое содержание Mn в стали вызывает более значительную амплитуду величин деформаций. Ввиду этого степень обжатия по толщине листа при дрессировке должна быть по меньшей мере 0,8×[% Mn]. Однако более высокая степень обжатия по толщине листа при дрессировке приводит к более слабому показателю равномерного относительного удлинения из-за вызываемой механической обработкой остаточной деформации. При более низком содержании Mn в стали такой неблагоприятный эффект недостаточности свойств равномерного относительного удлинения при высокой степени обжатия по толщине листа более заметно проявляется при небольшом количестве деформаций. Ввиду этого степень обжатия по толщине листа должна быть (2+[% Mn])% или ниже. Дрессировка может выполняться или пропусканием через вальцы, или вытяжением в результате приложения к стальному листу растягивающего усилия, или комбинацией вальцевания и вытяжения.

При осуществлении настоящего изобретения сталь может изготавливаться с применением обычного конвертера, электропечи и т.п. Литая сталь затем подвергается разливке для получения сляба, и этот сляб немедленно направляется на горячую прокатку. В качестве варианта, сляб в нагретом или холодном состоянии может быть нагрет повторно и подвергнут горячей прокатке. Нагревание при горячей прокатке может проводиться при температуре в диапазоне от 1100°С до 1250°С.

Горячая прокатка после черновой прокатки предпочтительно завершается чистовой прокаткой в области аустенита.

Скорость охлаждения между чистовой прокаткой и намоткой в рулон специальным образом не ограничивается, и достаточной является скорость охлаждения не ниже обеспечиваемой естественным воздушным охлаждением. Допускается осуществление быстрого охлаждения при 20°С/с или более быстрого или сверхбыстрого охлаждения при 100°С/с.

При холодной прокатке после проводимого следующим этапом обычного травления может быть выполнено вальцевание со степенью обжатия при холодной прокатке в диапазоне от 50% до 80%. При отжиге, хотя показатель возрастания температуры в ходе процесса повышения температуры вплоть до 500°С специальным образом не ограничивается, показатель увеличения температуры предпочтительно составляет по меньшей мере 3°С/с, поскольку в ином случае проявляется неблагоприятное воздействие на эффективность работы. Аналогичным образом, хотя скорость охлаждения после выдержки специальным образом не ограничивается, предпочтительно скорость охлаждения составляет по меньшей мере 5°С/с, поскольку в ином случае проявляется неблагоприятное воздействие на эффективность работы. Также в ходе охлаждения после выдержки может выполняться то, что именуется «перестаривающей обработкой» с выдерживанием стального материала в течение времени от 30 с до 600 с при температуре от 300°С до 450°С.

Стальной лист настоящего изобретения может быть при необходимости на стадии охлаждения после выдержки при температуре от 420°С до 500°С погружен в ванну для нанесения цинкового электролитического покрытия с целью создания на нем цинковой пленки покрытия.

Кроме того, стальной материал, который погружается в ванну для нанесения электролитического покрытия, может быть повторно нагрет до температуры в диапазоне от 460°С до 570°С и выдержан в таком состоянии в течение по меньшей мере 1 с, предпочтительно по меньшей мере 5 с, для осуществления того, что именуют «легирующей обработкой» сплавления цинка с железом.

Что касается нанесения покрытия, то помимо цинкования может быть выполнено покрытие, например, Al, сплавом Zn-Al и т.п. В случаях, когда нанесение покрытия не выполняется при отжиге, может быть осуществлено электролитическое цинкование, покрытие Ni или другое подобное. Кроме того, допустимо нанесение пленки на холоднокатаном стальном листе или стальном листе с покрытием посредством химического конверсионного нанесения покрытия или другой подобной обработкой.

Примеры

Далее описываются примеры настоящего изобретения.

Таблица 1 представляет химические композиции образцов стального листа, а таблица 2 отображает условия производства соответствующих образцов стального листа. Каждая из литых сталей, имеющая композиции компонентов, показанных в таблице 1, была подвергнута непрерывной разливке для получения сляба (стальной материал). Полученный таким образом сляб был подвергнут в указанном порядке горячей прокатке, охлаждению, намотке в рулон, травлению, холодной прокатке, отжигу и дрессировке в соответствии с показанными в таблице 2 условиями, вследствие чего был произведен стальной лист.

Что касается нанесения покрытия, то в таблице 2 "GA" представляет горячее цинкование с отжигом, "GI" представляет горячее цинкование погружением и "EG" представляет электролитическое цинкование. EG проводилось после отжига.

Были выполнены испытания на растяжение с целью измерения прочности при растяжении (HS) посредством вырезания образца для испытаний на растяжение из образца стального листа в направлении, ортогональном направлению прокатки, и подверганием образца для испытаний испытаниям на растяжение согласно JIS Z 2241. Было определено равномерное относительное удлинение измерением полного удлинения при максимальной прикладываемой при испытаниях силе согласно JIS Z 2241.

Была определена способность к термическому упрочнению (ВН) приданием образцу стального листа предварительной 2% деформации, выдерживанием образца в этом состоянии в течение 20 минут при 170°С и измерением величины увеличения предела текучести после деформационного упрочнения, вызванного предварительной деформацией.

Было измерено удлинение, соответствующее пределу текучести (YP-EL) после старения при постепенном повышении температуры, выдерживанием образца стального листа в условиях среды эксперимента, моделирующей окружающую среду, при которых образец выдерживался в течение 6 часов при 100°С, а затем оставлялся для прохождения старения при 25°С в течение шести месяцев.

Результаты этих измерений и расчетные данные представлены в таблице 3.

Таблица 1
Образец № Химические компоненты (мас.%)
С Si Mn P S Al N Nb Nb/C Mn/C Другие
1 0,0020 0,01 0,65 0,04 0,007 0,06 0,0015 0,010 5,0 325 -
2 0,0019 0,01 0,60 0,03 0,007 0,07 0,0015 0,011 5,8 316 Cu: 0,01; Ni: 0,02; Cr: 0,02
3 0,0020 0,01 0,40 0,05 0,007 0,04 0,0020 0,012 6,0 200 Sb: 0,008
4 0,0018 0,01 0,35 0,06 0,007 0,04 0,0018 0,012 6,7 194 Sb: 0,008; Cu: 0,01; Ni: 0,02; Cr: 0,02
5 0,0012 0,01 0,35 0,06 0,012 0,05 0,0018 0,008 6,7 292 В: 0,0008
6 0,0015 0,01 0,70 0,08 0,008 0,06 0,0017 0,011 7,3 467 -
7 0,0020 0,02 0,20 0,10 0,020 0,07 0,0015 0,005 2,5 100 В: 0,0005; Ti: 0,01; V: 0,005; Та: 0,005; W: 0,005; Мо: 0,005; Cr: 0,01; Ni: 0,01; Cu: 0,01; Sb: 0,010; Ca: 0,0005; REM: 0,0005
8 0,0010 0,03 0,15 0,01 0,015 0,02 0,0010 0,007 7,0 150 -
9 0,0023 0,04 0,50 0,08 0,030 0,10 0,0030 0,011 4,8 217 -
10 0,0018 0,05 0,80 0,03 0,010 0,03 0,0040 0,012 6,7 444 Ti: 0,01
11 0,0014 0,01 1,00 0,02 0,005 0,05 0,0020 0,009 6,4 714 V: 0,01
12 0,0028 0,01 0,51 0,05 0,001 0,06 0,0018 0,015 5,4 182 V: 0,01; Мо: 0,01
13 0,0014 0,02 0,45 0,03 0,005 0,08 0,0017 0,009 6,4 321 -
14 0,0035 0,02 0,35 0,07 0,012 0,03 0,0014 0,008 2,3 100 V: 0,005; Cr: 0,01; Ni: 0,01
15 0,0040 0,01 0.70 0,05 0,009 0,06 0,0010 0,015 3,8 175
16 0,0022 0,01 0,26 0,03 0,012 0,04 0,0019 0,011 5,0 118 -
17 0,0019 0,02 0,30 0,05 0,009 0,06 0,0022 0,014 7,4 158 V: 0,01; Та: 0,005; W: 0,01; Мо: 0,01
18 0,0025 0,03 0,25 0,03 0,008 0,05 0,0035 0,024 9,6 100 -
19 0,0030 0,01 0,80 0,02 0,030 0,10 0,0050 0,014 4,7 267 Ca: 0,0005
20 0,0035 0,02 0,70 0,01 0,015 0,01 0,0030 0,020 5,7 200 Cr: 0,02
21 0,0040 0,01 0,85 0,03 0,008 0,04 0,0040 0,025 6,3 213
22 0,0020 0,01 0,35 0,03 0,008 0,05 0,0021 0,013 6,5 175 Ca: 0,0005; REM: 0,0005
23 0,0018 0,01 0,41 0,03 0,008 0,06 0,0022 0,016 8,9 228 В: 0,0008; V: 0,005; Cr: 0,01; Ni: 0,01;
Sb: 0,007
24 0,0016 0,01 0,33 0,03 0,009 0,07 0,0023 0,015 9,4 206 -
25 0,0015 0,02 0,45 0,03 0,008 0,04 0,0018 0,012 8,0 300 -
26 0,0014 0,01 0,55 0,02 0,010 0,05 0,0015 0,012 8,6 393 Cr: 0,01
27 0,0012 0,01 0,45 0,01 0,010 0,04 0,0016 0,011 9,2 375 Cr: 0,02; Cu: 0,01; Ni: 0,02
28 0,0022 0,02 0,65 0,01 0,015 0,05 0,0015 0,013 5,9 295
29 0,0042 0,01 0,71 0,01 0,008 0,06 0,0023 0,021 5,0 169 V: 0,005; W: 0,005
30 0,0010 0,01 0,08 0,03 0,007 0,07 0,0018 0,009 9,0 80
31 0,0022 0,02 1,10 0,05 0,009 0,08 0,0019 0,015 6,8 500 -
32 0,0015 0,01 0,35 0,04 0,015 0,05 0,0020 0,004 2,7 233 Са: 0,001
33 0,0030 0,01 0,56 0,03 0,011 0,04 0,0017 0,027 9,0 187 Sb: 0,009
34 0,0008 0,02 0,31 0,03 0,008 0,03 0,0022 0,007 8,8 388 -
35 0,0022 0,01 0,55 0,04 0,008 0,04 0,0015 0,024 10,9 250 -
36 0,0013 0,01 0,82 0,04 0,010 0,05 0,0018 0,016 12,3 631 -
37 0,0020 0,01 0,18 0,01 0,005 0,05 0,0024 0,015 7,5 90 -
38 0,0019 0,02 0,19 0,05 0,005 0,06 0,0021 0,014 7,4 100 В: 0,0010; Ti: 0,005; V: 0,005; Ni: 0,01
39 0,0018 0,01 0,37 0,01 0,006 0,05 0,0019 0,015 8,3 206 -
40 0,0015 0,01 0,35 0,03 0,010 0,04 0,0018 0,011 7,3 233 -
41 0,0016 0,02 0,45 0,02 0,011 0,05 0,0019 0,011 6,9 281 Cr: 0,01; Сu: 0,01; Са: 0,0010
*Подчеркнутые данные не отвечают требованиям настоящего изобретения.
Таблица 2
Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Отжиг
FT (°С) СТ (°С) Степень обжатия (%) Толщина листа(мм) Скорость увеличения температуры (°С/с) Температура выдержки (°С) Время выдержки (с) Покрытие Степень обжатия при дрессировке (%)
1 890 620 75 0,8 2,0 820 135 - 1,5
2 900 610 75 0,8 1,9 820 150 - 1,5
3 890 620 75 0,8 2,0 820 40 GA 1,5
4 890 620 75 0,8 2,0 820 45 GA 1,5
5 910 600 69 0,6 1,1 850 95 GI 1,2
6 900 650 74 0,7 1,6 880 145 GI 1,3
7 910 680 81 0,5 3,0 790 310 GI 1,0
8 920 700 77 0,9 5,1 740 180 GA 1,5
9 910 750 71 1,0 4,0 800 355 GI 0,8
10 890 700 69 0,8 1,3 810 500 - 1,5
11 880 650 76 0,7 2,2 830 290 - 2,5
12 920 600 50 1,2 3,0 850 700 - 2,4
13 910 620 68 0,8 4,2 790 980 EG 1,5
14 900 630 73 0,8 1,9 850 155 GI 1,9
15 910 680 72 0,7 3,1 860 180 GA 1,8
16 890 660 75 0,8 6,0 830 130 GI 0,4
17 890 650 77 0,8 10,1 810 125 GI 0,5
18 900 570 76 0,8 8,0 800 220 - 0,8
19 900 610 60 1,0 1,1 790 140 GI 1,2
20 910 630 78 0,6 2,0 780 85 GA 1,4
21 880 620 75 0,8 1,2 770 12 GI 1,5
22 900 550 77 0,7 3,0 810 25 GA 1,3
23 890 620 77 0,7 0,8 850 35 GI 1,5
24 890 630 76 0,7 0,6 840 30 - 1,3
25 900 620 74 0,8 1,5 910 135 GA 1,2
26 890 630 73 0,7 2,0 720 150 GI 1,6
27 880 620 75 0,7 1,9 720 30 GI 2,0
28 900 530 73 0,8 3,2 800 130 GA 1,8
29 900 620 75 0,8 4,1 790 150 GI 1,5
30 910 630 74 0,7 4,0 800 200 GA 0,8
31 900 650 75 0,8 3,3 810 180 - 1,5
32 890 610 70 1,0 1,5 820 160 - 1,6
33 890 620 73 0,8 1,0 830 100 GI 2,0
34 880 630 69 0,8 2,8 800 130 GA 2,1
35 910 620 71 0,8 3,0 790 150 - 2,2
36 920 650 75 0,7 3,1 850 120 GA 1,5
37 890 620 78 0,6 1,1 790 70 GI 1,2
39 900 630 75 0,8 2,1 790 8 - 1,5
39 890 620 74 0,8 2,5 790 1050 GA 0,8
40 880 630 73 0,8 2,5 810 110 GI 0,2
41 900 620 75 0,6 3,0 830 130 GI 2,5
*Подчеркнутые данные не отвечают требованиям настоящего изобретения.
Таблица 3
Образец № Показатели механических свойств Примечания
YP (МПа) TS (МПа) Равномерное относительное удлинение (%) Полное удлинение (%) ВН (МПа) YP-E1 (%)
1 210 360 23 46 40 0,0 Сталь настоящего изобретения
2 205 355 22 45 39 0,0 Сталь настоящего изобретения
19 270 400 18 38 40 0,4 Сталь настоящего изобретения
20 230 360 20 40 41 0,2 Сталь настоящего изобретения
21 240 355 21 41 40 0,2 Сталь настоящего изобретения
22 235 350 20 41 35 0,1 Сталь настоящего изобретения
23 235 350 12 37 31 1,3 Сравнительная сталь
24 220 350 16 3 35 2,0 Сравнительная сталь
25 240 320 17 38 50 1,5 Сравнительная сталь
26 260 370 15 35 25 0,5 Сравнительная сталь
27 270 380 16 36 26 0,5 Сравнительная сталь
28 210 350 17 39 32 1,1 Сравнительная сталь
29 205 360 17 38 45 1,5 Сравнительная сталь
30 190 335 22 42 35 1,2 Сравнительная сталь
31 260 410 16 35 35 0,2 Сравнительная сталь
32 190 320 17 38 35 0,0 Сравнительная сталь
33 240 360 19 39 36 1,5 Сравнительная сталь
34 190 310 23 44 20 0,0 Сравнительная сталь
35 210 365 20 39 25 0,0 Сравнительная сталь
36 205 355 21 40 15 0,0 Сравнительная сталь
37 210 340 22 42 30 1,3 Сравнительная сталь
38 260 380 16 35 31 0,2 Сравнительная сталь
39 200 320 23 45 35 0,5 Сравнительная сталь
40 210 340 16 39 31 0,8 Сравнительная сталь
41 240 350 16 38 32 0,0 Сравнительная сталь
* Подчеркнутые данные не отвечают требованиям настоящего изобретения.

Фиг.1 показывает, как величина [% Nb]/[% С] влияет на показатель термического упрочнения (ВН) образцов №№1-22, 35 и 36. Из фиг.1 видно, что ВН≥30 МПа может быть достигнуто установлением величины [% Nb]/[% С], удовлетворяющей [% Nb]/[% С]≤10.

Фиг.2 показывает, как величина [% Mn]/[% С] влияет на удлинение, соответствующее пределу текучести (YP-EL) образцов №№1-22, 30 и 37. Из фиг.2 видно, что YP-EL<1,0 (%) может быть обеспечено установлением величины [% Mn]/[% С], удовлетворяющей [% Mn]/[% С]≥100.

Фиг.3 показывает, как скорость нагревания влияет на равномерное относительное удлинение образцов №№1-24. Из фиг.3 видно, что равномерное относительное удлинение ≥18% может быть обеспечено установлением скорости нагревания, равной или превышающей 0,1×([% Nb]/[% С])°С/с.

Фиг.4 показывает, как скорость нагревания влияет на удлинение, соответствующее пределу текучести (YP-EL) образцов №№1-24. Из фиг.4 видно, что YP-EL≤1,0 (%) может быть обеспечено установлением скорости нагревания, равной или превышающей 0,1×([% Nb]/[% С])°С/с. Следует заметить, что на осях Х на фиг.3 и фиг.4 представлены величины, полученные делением скорости нагревания на ([% Nb]/[% С]).

Фиг.5 показывает, как температура выдержки влияет на равномерное относительное удлинение образцов №№1-22, 26 и 27, для которых установлена температура выдержки 900°С или ниже, соответственно. Из фиг.5 видно, что равномерное относительное удлинение ≥18% может быть обеспечено установлением степени выдержки, равной или превышающей (650+10×[% Nb]/[% C])°C.

Фиг.6 показывает, как температура выдержки влияет на величину термического упрочнения (ВН) образцов №№1-22, 26 и 27, для которых установлена температура выдержки 900°С или ниже, соответственно. Из фиг.6 видно, что ВН≥30 МПа может быть обеспечено установлением степени выдержки, равной или превышающей (650+10×[% Nb]/[% С])°С. Следует заметить, что на осях Х на фиг.5 и фиг.6 представлены величины, полученные делением температуры выдержки на (650+10×([% Nb]/[% С])).

Фиг.7 показывает, как степень обжатия по толщине листа при дрессировке влияет на равномерное относительное удлинение образцов №№1-22, 40 и 41. Из фиг.7 видно, что равномерное относительное удлинение ≥18% может быть достигнуто установлением степени обжатия при дрессировке (степень обжатия по толщине листа) в диапазоне от 0,8×[% Mn] до (2+[% Mn])%. На оси Х на фиг.7 представлены величины, полученные делением показателя (Степень обжатия по толщине листа - 0,8×[% Mn]) на показатель {(2+[% Mn])-0,8×[% Mn]}. Эта величина обращается в нуль, когда степень обжатия по толщине листа равняется (0,8×[% Mn])%, то есть нижнему пределу, принимая значение 1, когда степень обжатия по толщине листа равняется (2+[% Mn])%, то есть верхнему пределу.

Применимость в промышленности

Согласно настоящему изобретению оказывается возможным создание высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к термическому упрочнению и формуемостью, а также предлагается эффективный способ получения такого стального листа. В этом отношении настоящее изобретение обеспечивает превосходный с точки зрения промышленного применения эффект.

1. Высокопрочный холоднокатаный стальной лист, содержащий в мас.%:
С: от 0,0010 до 0,0040
Si: 0,05 или менее
Mn: от 0,1 до 1,0
Р: 0,10 или менее
S: 0,03 или менее
Al: от 0,01 до 0,10
N: 0,0050 или менее
Nb: от 0,005 до 0,025 и
остальное - Fe и случайные примеси,
причем [% Nb]/[% С]≤10 и [% Mn]/[% С]≥100,
который имеет прочность при растяжении (TS) по меньшей мере 340 МПа, величину термического упрочнения (ВН) по меньшей мере 30 МПа, показатель равномерного относительного удлинения по меньшей мере 18% и показатель удлинения, соответствующего пределу текучести (YP-EL) после старения, не более 1,0%.

2. Стальной лист по п.1, дополнительно содержащий от 0,0005 мас.% до 0,0030 мас.% В.

3. Стальной лист по п.1, дополнительно содержащий от 0,003 мас.% до 0,050 мас.% Ti.

4. Стальной лист по п.2, дополнительно содержащий от 0,003 мас.% до 0,050 мас.% Ti.

5. Стальной лист по любому из пп.1-4, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из V, Та, W и Мо, в количестве от 0,005 мас.% до 0,050 мас.%, соответственно.

6. Стальной лист по любому из пп.1-4, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Cr, Ni и Cu, в количестве от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%.

7. Стальной лист по п.5, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Cr, Ni и Cu, в количестве от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%.

8. Стальной лист по любому из пп.1-4 или 7, дополнительно содержащий от 0,005 мас.% до 0,050 мас.% Sb.

9. Стальной лист по п.5, дополнительно содержащий от 0,005 мас.% до 0,050 мас.% Sb.

10. Стальной лист по п.6, дополнительно содержащий от 0,005 мас.% до 0,050 мас.% Sb.

11. Стальной лист по любому из пп.1-4, 7, 9 или 10, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Са и редкоземельных металлов (REM), в количестве от 0,0005 мас.% до 0,01 мас.%, соответственно.

12. Стальной лист по п.5, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Са и REM, в количестве от 0,0005 мас.% до 0,01 мас.%, соответственно.

13. Стальной лист по п.6, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Са и REM, в количестве от 0,0005 мас.% до 0,01 мас.%, соответственно.

14. Стальной лист по п.8, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Са и REM, в количестве от 0,0005 мас.% до 0,01 мас.%, соответственно.

15. Стальной лист с покрытием, включающий стальной лист по любому из пп.1-14 и слой коррозионностойкого покрытия, нанесенный на поверхность указанного стального листа.

16. Способ производства высокопрочного холоднокатаного стального листа, в котором
материал стального листа, указанного в любом из пп.1-14, подвергают горячей прокатке, охлаждению, намотке в рулон, травлению, холодной прокатке, отжигу и дрессировке в указанном порядке для производства стального листа, при этом намотку в рулон выполняют при 550°С или выше,
отжиг выполняют при скорости нагревания от 500°С до диапазона температур выдержки, равной или превышающей 0,1×([% Nb]/[% С])°С/с, температуре выдержки в диапазоне от (650+10×[% Nb]/[% С]) до 900°С и продолжительности выдержки в диапазоне от 10 с до 1000 с, и
степень обжатия по толщине листа при дрессировке устанавливают в диапазоне от 0,8×[% Mn] до (2+[% Mn])%.

17. Способ производства стального листа с покрытием, включающий нанесение покрытия на стальной лист по любому из пп.1-14 после его отжига для образования на поверхности стального листа пленки коррозионностойкого покрытия.

18. Способ по п.17, в котором пленку покрытия после его нанесения подвергают легированию.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству оцинкованного полосы под полимерное покрытие, преимущественно лакокрасочное с массой цинкового покрытия не более 300 г/м2.

Изобретение относится к оборудованию для непрерывного нанесения покрытий на поверхность протяженных изделий погружением в расплав. Устройство содержит ванну 2 для расплава и камеру 1 нанесения покрытия, снабженные средствами для создания внутри них соответственно разрежения и избыточного давления.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для непрерывного нанесения металлических защитных покрытий на поверхность протяженного изделия погружением в расплав алюминия, цинка, их сплавов, олова, свинца и др.

Изобретение относится к области нанесения покрытий методом погружения на стальную полосу. .

Изобретение относится к обработке жидкого металлического покрытия, нанесенного погружением на стальную полосу на линии непрерывного цинкования. .

Изобретение относится к жидкостному нанесению металлического покрытия на волокна. .

Изобретение относится к устройству, позволяющему устанавливать на место, по меньшей мере, один ролик в жидкой ванне для цинкования непрерывно движущейся стальной полосы без вмешательства человека в окружающую ее среду.

Изобретение относится к установке для цинкования погружением непрерывно движущейся стальной полосы. .

Изобретение относится к электролитическому бестоковому получению покрытий на алюминии и может быть использовано для тонкого свинцово-цинкового покрытия изделий электрохимических производств.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению стального листа и стального листа с покрытием, используемых в автомобилестроении, в качестве элементов конструкции зданий, мебели и приборных щитов.

Изобретение относится к области термомеханической обработки для изготовления стального проката с требуемыми свойствами. Для обеспечения требуемого уровня потребительских свойств металлопроката получают заготовку из стали, содержащей, мас.%: C 0,05-0,18, Si 0,05-0,6, Mn 1,30-2,05, S не более 0,015, P не более 0,020, Cr 0,02-0,35, Ni 0,02-0,45, Cu 0,05-0,30, Ti не более 0,050, Nb 0,010-0,100, V не более 0,120, N не более 0,012, Al не более 0,050, Mo не более 0,45, железо и неизбежные примеси остальное.
Изобретение относится к металлургии, а именно к малоуглеродистой легированной стали для холодного выдавливания из прутковой заготовки корпуса снаряда, на который наплавляется медный ведущий поясок.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству стали с повышенной прочностью для изготовления горячекатаных автомобильных компонентов. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,15-0,20, марганец 1,3-1,5, кремний 0,05-0,45, фосфор не более 0,02, сера 0,02-0,05, медь не более 0,25, ванадий 0,03-0,055, азот 0,004-0,015, железо и примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листов электротехнической стали с ориентированными зернами, которые используются в качестве материалов стальных сердечников при производстве крупных трансформаторов, имеющих размер несколько метров.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке монокристаллов ферромагнитного сплава нового состава Fe-Ni-Co-Al-Nb, и может быть использовано в машиностроении, авиационной, космической промышленности, механотронике и микросистемной технике для создания исполнительных механизмов, датчиков, актюаторов, демпфирующих элементов.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству крупного горячекатаного сортового и фасонного проката из низкоуглеродистой низколегированной стали.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению неориентированной магнитной листовой стали, используемой для изготовления сердечников двигателей электромобилей.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству из стальных непрерывнолитых заготовок высокопрочных свариваемых арматурных профилей, используемых в качестве рабочей арматуры железобетонных конструкций при строительстве атомных электростанций в сейсмически активных районах.

Изобретение относится к области металлургии, в частности стальному листу для производства магистральной трубы и способу изготовления стального листа. .

Высокопрочный с низким отношением предела текучести к пределу прочности оцинкованный погружением стальной лист, высокопрочный с низким отношением предела текучести к пределу прочности отожженный оцинкованный погружением стальной лист, способ изготовления высокопрочного с низким отношением предела текучести к пределу прочности оцинкованного погружением стального листа и способ изготовления высокопрочного с низким отношением предела текучести к пределу прочности отожженного оцинкованного погружением стального листа // 2530199
Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочному оцинкованному погружением стальному листу, используемому в автомобилестроении. Лист выполнен из стали, содержащей в мас.%: 0,03-0,20 С, 1,0 или менее Si, от более 1,5 до 3,0 Mn, 0,10 или менее P, 0,05 или менее S, 0,10 или менее Al, 0,010 или менее N, 0,5 или менее Cr и 0,01-0,50 Мо и остальное Fe с неизбежными примесями.
Наверх